热处理对P型碲镉汞液相外延材料的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 李艳鹏 |
| 答辩日期 | 2010-05-19 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 魏彦锋 |
| 关键词 | Hgcdte 液相外延 As掺杂 Hg空位 红外透射光谱 表面组分 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | 在碲镉汞（Hg1-xCdxTe）P型材料的制备工艺中，热处理往往作为调整材料各种光电性能的手段而被广泛应用，但热处理同时还会引起载流子浓度、组分的重新分布。本论文研究了热处理对两种P型碲镉汞液相外延材料的影响：一种是As掺杂碲镉汞液相外延材料，其退火条件是高温加低温退火，高温退火目的是激活材料中的As元素，低温退火在于消除材料中的汞空位；另一种材料是Hg空位材料，只经过低温退火，目的在于调节材料中的汞空位浓度。本论文的研究目的，便是从材料方面出发，通过各种不同条件的热处理来研究其对As掺杂碲镉汞材料组分分布的影响，对比不同退火后碲镉汞材料的汞空位浓度变化，来测试汞空位浓度对红外透射光谱的影响。首先采用富Te垂直浸渍外延工艺，生长了As掺杂碲镉汞液相外延薄膜。对所采用的生长系统以及生长过程进行了简要介绍，并对生长后的外延薄膜进行了综合表征。用傅立叶变换红外透射光谱方法，确定了外延材料的厚度和组分；用霍尔测试确定了材料的载流子浓度。研究了高温激活退火热处理过程对As掺杂碲镉汞外延材料Cd组分的影响，实验过程包括不同的热处理条件以及不同厚度外延材料。实验结果表明，在相同温度和相同时间的热处理条件下，外延层的厚度越厚，热处理对材料组分的影响越小；在相同温度不同时间的热处理过程中，随着时间增加，材料的组分变化也随之增大。对热处理前后的材料进行霍尔测试，结果显示经过高低温退火，材料中掺杂的As可以被激活。对热处理过程中的组分互扩散进行了数值模拟，模拟结果显示与实验结果相一致。 在计算薄膜厚度和组分时，有两种方法可以使用：一种是精确的光谱拟合方法，一种是工艺生产过程中采用的较为简便方法。本论文比较了这两种方法之间的差别，利用这两种方法分别计算出样品的厚度与组分，结果显示精确拟合的厚度要略大于简单方法导出的厚度，差异一般在1 左右，数据的波动主要源于干涉峰位置的变动，和手动确定峰值时引入的误差有关，同时和外延层存在组分互扩散层有关；比较了水平推舟式液相外延和垂直浸渍液相外延材料在退火前后的组分差别，总体上水平推舟式外延材料退火前后的组分差别较小。本论文还采用富Te垂直浸渍外延工艺，生长了汞空位P型碲镉汞液相外延薄膜，并对生长后的外延薄膜进行了综合表征。用傅立叶变换红外透射光谱仪和霍尔测试系统分别确定了材料的各项光电特性。对影响汞空位碲镉汞材料红外透射光谱的各种因素进行了研究，不同汞空位浓度对红外透射光谱透射率有着直接的影响，而在对同一样品进行红外透射光谱测试时，发现表面平整性对透射率的影响不超过5%，因而可以使得我们在实验中排除材料表面平整性对透射率的影响。对热处理前后的组分变化进行测试，结果显示组分波动引起的透射率变化相对也较小，可以忽略。采用x射线衍射倒易空间图像对不同热处理的汞空位碲镉汞材料进行了研究，经过计算得出组分变化在百分之二以上，但造成这一结果的原因还需更多的试验才能确定. |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5226]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李艳鹏. 热处理对P型碲镉汞液相外延材料的影响[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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